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技術 浚渫土砂移送装置

出願人 株式会社本間組
発明者 奥村雄二岩田秀樹
出願日 1999年8月24日 (21年4ヶ月経過) 出願番号 1999-237450
公開日 2001年3月6日 (19年9ヶ月経過) 公開番号 2001-059235
状態 特許登録済
技術分野 溝掘等特殊目的の掘削及び土砂の移送
主要キーワード 側管体 高濃度輸送 空気部分 混練エネルギー プラグ流 攪拌室内 浚渫装置 浚渫土砂
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年3月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

管路内に土砂圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送する浚渫土砂移送装置において、土砂に改良材を確実に混合する。

解決手段

管路4の途中に、攪拌室13を設ける。この攪拌室13において、側面下部に入口部16を設け、上面部に出口部18を設ける。入口部16付近で改良材が注入されたプラグ流が攪拌室13内に流入すると、土砂aは、攪拌室13内の側壁面さらには攪拌室13内に滞留した土砂aに衝突し、乱流を生じる。これにより、土砂aに改良材が確実に混合される。土砂aおよび空気は出口部18から流出して、プラグ流を再形成する。

概要

背景

概要

管路内に土砂圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送する浚渫土砂移送装置において、土砂に改良材を確実に混合する。

管路4の途中に、攪拌室13を設ける。この攪拌室13において、側面下部に入口部16を設け、上面部に出口部18を設ける。入口部16付近で改良材が注入されたプラグ流が攪拌室13内に流入すると、土砂aは、攪拌室13内の側壁面さらには攪拌室13内に滞留した土砂aに衝突し、乱流を生じる。これにより、土砂aに改良材が確実に混合される。土砂aおよび空気は出口部18から流出して、プラグ流を再形成する。

目的

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、管路内に土砂を圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送する浚渫土砂移送装置において、土砂に改良材を確実に混合し、しかも管路が短くても済むようにすることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
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請求項1

管路内に土砂圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送するとともに、前記管路の途中で改良材注入して土砂と混合する浚渫土砂移送装置において、前記管路中に、それぞれ管体が接続される入口部と出口部とを有する攪拌室を設けるとともに、前記入口部と出口部とを非同軸に位置させ、前記入口部に接続された管体ないし攪拌室に改良材供給装置を接続したことを特徴とする浚渫土砂移送装置。

請求項2

攪拌室の側面下部に入口部を配設し、攪拌室の上面部に出口部を配設したことを特徴とする請求項1記載の浚渫土砂移送装置。

請求項3

攪拌室の上面部に入口部を配設し、攪拌室の側面下部に出口部を配設したことを特徴とする請求項1記載の浚渫土砂移送装置。

請求項4

攪拌室の下部に改良材供給装置を接続したことを特徴とする請求項2または3記載の浚渫土砂移送装置。

技術分野

0001

本発明は、浚渫土砂移送装置に係わり、特に、浚渫船から埋め立て地などに土砂移送するに際してこの土砂に改良材を混合する浚渫土砂移送装置に関する。

発明が解決しようとする課題

0002

従来から、例えば特開平9−228357号公報などに記載されているように、浚渫土砂を管路により圧送する方法の一つとして、圧縮空気により土砂を輸送する方法が採用されている。この方法には大量輸送、高濃度輸送ができる利点がある。このような空気圧送による輸送の状態は、土砂と空気とが混在する状態の流れ(プラグ流)となり、土砂と空気とが交互に流れる状態となる。この輸送の過程で、管内に改良材を注入し、土砂と改良材との混合を行うようにしている。このように改良材を土砂に添加して混合することにより、この土砂を改良土として土木材料などへ有効活用するものである。

0003

空気圧送中に改良材を管内に注入する際、プラグ流のうち土砂部に改良材が添加されれば、その後の空気圧送の過程で土砂内の乱流の作用により土砂と改良材とが混合され、改良土が得られる。しかし、プラグ流のうち空気の部分に改良材が添加された場合には、泥土と改良材との混合が完全には行われない。その結果、改良土が均質にならず、品質の面で問題が生じる。

0004

このような問題を解決して改良土の品質の向上を図るために、浚渫土砂の空気圧送過程において土砂のみに改良材が添加されるように、例えばプラグ流における土砂部を検知する検知装置を設けたシステムなども従来から提案されている。しかしながら、プラグ流は不規則乱流状態の流れなので、検出精度の面の問題は避けられず、土砂に対して改良材を定量的に添加することは困難である。また、このようにプラグ流における土砂部を検知する検知装置で、例えば土砂部に改良材を定量的に添加することができたとしても、改良材と土砂の混合は、その後の空気圧送の過程で行われることから混合に必要な管路の確保が必要であり、施工条件によっては管路設置に要するヤード確保の面で問題が生じる。

0005

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、管路内に土砂を圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送する浚渫土砂移送装置において、土砂に改良材を確実に混合し、しかも管路が短くても済むようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

請求項1の発明は、前記目的を達成するために、管路内に土砂を圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送するとともに、前記管路の途中で改良材を注入して土砂と混合する浚渫土砂移送装置において、前記管路中に、それぞれ管体が接続される入口部と出口部とを有する攪拌室を設けるとともに、前記入口部と出口部とを非同軸に位置させ、前記入口部に接続された管体ないし攪拌室に改良材供給装置を接続したものである。

0007

管体内をプラグ流の状態で圧送されてきた土砂および圧縮空気は、入口部より攪拌室内に入る。ここで、入口部と出口部とが非同軸に位置しているため土砂の一部は攪拌室内に滞留し、入口部より攪拌室内に入った土砂は、プラグ流の運動エネルギーにより攪拌室内の壁面あるいは前記滞留した土砂と勢いよく衝突し、これにより、衝突土砂と滞留土砂とが混合され、攪拌室内において乱流が発生する。これとともに、改良材供給装置から入口部に接続された管体ないし攪拌室内へ改良材が注入されるが、前記攪拌室内におけるプラグの衝突による攪拌および乱流の発生により土砂と改良材とが確実に混合される。このように攪拌室内で土砂は滞留を生じるが、圧力により土砂および空気は攪拌室から出口部を介して管体に抜け出て、再びプラグ流を形成し、輸送されていく。

0008

請求項2の発明は、請求項1の発明の浚渫土砂移送装置において、攪拌室の側面下部に入口部を配設し、攪拌室の上面部に出口部を配設したものである。

0009

攪拌室の側面下部にある入口部より攪拌室内に入ったプラグ流は、プラグ流の運動エネルギーにより攪拌室内の側壁面に勢いよく衝突する。そして、土砂の一部は攪拌室内に滞留するが、入口部から入ってきた土砂は攪拌室内の壁面に衝突するとともに前記滞留した土砂と衝突し、これにより、衝突土砂と滞留土砂とが混合され、攪拌室内において乱流が発生する。そして、この乱流により土砂と改良材とが確実に混合される。それに加えて、入口部が下部、出口部が上部にあることにより、圧送されてくる空気が攪拌室内において上昇しようとする浮力混合効果として発揮され、土砂と改良材とがより確実に混合される。また、土砂および空気は攪拌室の上面部の出口部から流出して再びプラグ流を形成する。

0010

請求項3の発明は、請求項1の発明の浚渫土砂移送装置において、攪拌室の上面部に入口部を配設し、攪拌室の側面下部に出口部を配設したものである。

0011

攪拌室の上面部にある入口部より攪拌室内に入ったプラグ流は、攪拌室内で勢いよく落下し、この攪拌室内の下部に滞留している土砂中に叩き付けられる。この衝突により、衝突土砂と滞留土砂とが混合され、攪拌室内において乱流が発生する。そして、この乱流により土砂と改良材とが確実に混合される。また、土砂および空気は攪拌室の側面下部の出口部から流出して再びプラグ流を形成する。

0012

請求項4の発明は、請求項2または3の発明の浚渫土砂移送装置において、攪拌室の下部に改良材供給装置を接続したものである。

0013

攪拌室内の下部には土砂が滞留するので、攪拌室の下部から改良材を注入すれば、空気ではなく確実に土砂に改良材が添加されることになる。

0014

以下、本発明の浚渫土砂移送装置の第1実施例について、図1から図4を参照しながら説明する。図4浚渫装置全体の一例の概略を示すものである。この浚渫装置は、河川湖沼あるいは港湾などで浚渫を行う浚渫船1を備えている。この浚渫船1には、バックホー2、このバックホー2が浚渫した土砂を投入するホッパー3、このホッパー3から管路4へ土砂を送る送り装置5、空気圧縮機6などが搭載されている。もちろん浚渫のための手段は、バックホー2には限らず、各種のものを用いることができる。前記空気圧縮機6は管路4へ圧縮空気を供給し、これにより、管路4内で土砂をプラグ流の状態で圧送するものである。また、管路4は、水面さらには上に渡って敷設されるもので、容器あるいは埋め立て地などの改良土収容部7まで延びている。

0015

そして、前記管路4の途中には攪拌装置11が設けられているとともに、管路4内の土砂にセメントあるいは生石灰などの固化材からなる改良材を添加する改良材供給装置12が接続されている。つぎに、攪拌装置11の構成を図1から図3に基づいて説明する。攪拌装置11は、内部が攪拌室13をなす上下方向を軸方向とする円筒状の中空タンク14からなる。このタンク14には、側面部の四方部および上面部にそれぞれ接続口15が設けられている。なお、これら接続部15は、全てが利用されるものではなく、使用されないものは閉塞される。

0016

すなわち、タンク14の側面下部にある一つの水平な接続部15が入口部16として利用され、この入口部16に管路4をなす浚渫船1側の入口側管体17が接続されている。また、タンク14の上面部の接続口15が出口部18として利用され、この出口部18に管路4をなす出口側管体19が接続されている。すなわち、入口部16と出口部18とは非同軸に位置している。なお、出口側管体19は屈曲しており、出口部18から上方へ垂直に立ち上がった後、傾斜して下降している。

0017

さらに、前記入口側管体17には改良材供給装置12からの改良材供給口20が設けられている。

0018

つぎに、前記の構成についてその作用を説明する。浚渫船1においてバックホー2により浚渫された土砂(水分を含み一種流体である)aは、ホッパー3から送り装置5に投入され、空気圧縮機6から供給される圧縮空気とともに管路4内へ供給され、この管路4内で例えば10m/s程度のプラグ流の状態で圧送される。すなわち、土砂aと空気とが交互に流れる。この圧送の途中で、改良材供給装置12から土砂aへ改良材が定量的に添加され、混合される。そして、土砂aと改良材とが混合されてなる改良土bが管路4から改良土収容部7へ投入される。

0019

管路4の途中にある攪拌装置11に流入する前に、矢印cで示すように入口側管体17内に改良材供給口20から改良材が注入される。そして、入口側管体17内をプラグ流の状態で圧送されてきた土砂aおよび圧縮空気と前記改良材は入口部16より攪拌室13内に流入する。入口部16より流入した土砂aおよび改良材は、プラグ流の運動エネルギーによりまず攪拌室13内における入口部16と反対側の側壁面に勢いよく衝突する。そして、土砂aおよび改良材の一部は泥土として攪拌室13内に滞留するが、入口部から流入した土砂aは攪拌室13内の壁面に衝突するとともに前記滞留した土砂aと衝突し、これにより、改良材の混入した衝突土砂aと滞留土砂aとが混合されるとともに、攪拌室13内において乱流が発生する。この乱流によって土砂aと改良材とが攪拌される。複数のプラグが攪拌室13内で滞留し、プラグ同士の衝突によって同時に攪拌されるので、土砂aに対する改良材の添加量均等性が向上する。

0020

このような混合過程の後、土砂aおよび空気は、圧送されてくるプラグ流の圧力により攪拌室13から出口部18を経て出口側管体19へ抜け出て、再びプラグ流を形成する。これにより、土砂aが管体19を輸送されていく。土砂aのプラグは形成と変形を繰り返し、また、プラグ内も乱流状態になっているため、土砂aおよび改良材の空気圧送に伴って、プラグ流による攪拌効果により土砂aと改良材とがさらに混合される。

0021

本第1実施例のように攪拌装置11よりも上流部で改良材を添加する場合、添加対象はプラグ流となっているため、改良材はプラグ流中の土砂a部分に添加されることも空気部分に添加されることもあるが、土砂a部分および空気部分のいずれに改良材が添加されても、前述のように攪拌室13内で空気、土砂aおよび改良材の三者が混合されるため、改良材の添加の対象物である土砂aを検知する検知装置などのシステムが不要である。

0022

このようにして、前記第1実施例の構成によれば、管路4内で土砂aをプラグ流の状態で圧送するに際して、土砂aに改良材を確実に定量的に混合できる。また、攪拌室13の側面下部に入口部16を配設し、攪拌室13の上面部に出口部18を配設したので、土砂aが攪拌室13内に滞留しやすいとともに、圧送されてくる空気が攪拌室13内において上昇しようとする浮力が混合効果として発揮されることにより、土砂aに改良材をさらに確実に混合できる。

0023

また、攪拌室13の設置により、プラグ流の混練効果のみに頼らず、プラグ流の運動エネルギーを混練エネルギーに変換することにより混練効果の向上を図れるので、前述のように攪拌室13通過後、プラグの再形成によりさらに混合が行われるものの、攪拌室13通過後の管路長が短くても対応可能である。したがって、管路4の設置に要するヤード確保で問題が生じることはない。

0024

つぎに、本発明の浚渫土砂移送装置の第2実施例について図5を参照しながら説明する。なお、前記第1実施例と対応する部分には同一符号を付して、その説明を省略する。本第2実施例は、前記第1実施例とは逆に、管路4の途中にある攪拌装置11において、攪拌室13の上面部に入口部16を配設し、攪拌室13の側面下部に出口部18を配設したものである。入口部16が攪拌室13の上面部にあるので、入口側管体17は屈曲している。また、改良材供給装置12からの改良材供給口20は、入口部16に接続された入口側管体17に配設してある。

0025

そして、管路4において土砂aがプラグ流の状態で空気圧送されるとき、矢印cで示すように攪拌室13の前で改良材供給口20から入口側管体17内へ改良材が注入される。さらに、改良材を含むプラグ流は入口部16から攪拌室13内へ流入するが、この攪拌室13内において土砂aおよび改良材は勢いよく落下し、攪拌室13内の下部に泥土として滞留している土砂aに叩き付けられる。この衝突により、改良材が混入した土砂aと滞留土砂aとが混合されるとともに、攪拌室13内において乱流が発生する。そして、この乱流により土砂aと改良材とが攪拌される。複数のプラグが攪拌室13内で滞留し、プラグ同士の衝突によって同時に攪拌されるので、土砂aに対する改良材の添加量の均等性が向上する。

0026

このような混合過程の後、土砂aおよび空気は、圧送されてくるプラグ流の圧力により攪拌室13から出口部18を経て出口側管体19へ抜け出て、再びプラグ流を形成する。これにより、土砂aが管体19を輸送されていく。土砂aのプラグは形成と変形を繰り返し、また、プラグ内も乱流状態になっているため、土砂aおよび改良材の空気圧送に伴って、プラグ流による攪拌効果により土砂aと改良材とがさらに混合される。

0027

本第2実施例のように攪拌装置11よりも上流部で改良材を添加する場合、添加対象はプラグ流となっているため、改良材はプラグ流中の土砂a部分に添加されることも空気部分に添加されることもあるが、土砂a部分および空気部分のいずれに改良材が添加されても、前述のように攪拌室13内で空気、土砂aおよび改良材の三者が混合されるため、改良材の添加の対象物である土砂aを検知する検知装置などのシステムが不要である。

0028

このようにして、前記第2実施例の構成によれば、管路4内で土砂aをプラグ流の状態で圧送するに際して、土砂aに改良材を確実に定量的に混合できる。また、攪拌室13の上面部に入口部16を配設し、攪拌室13の側面下部に出口部18を配設したので、攪拌室13内にプラグ流が流入するとき、このプラグ流自体の運動エネルギーに加え重力も作用して、土砂aの衝突のエネルギーがより大きくなるので、土砂aに改良材をさらに確実に混合できる。

0029

つぎに、本発明の浚渫土砂移送装置の第3実施例について図6を参照しながら説明する。なお、本第3実施例は、前記第2実施例と改良材供給口20の位置以外は共通なので、前記第2実施例と対応する部分には同一符号を付して、その説明を省略する。すなわち、本第3実施例は、入口側管体17ではなく、攪拌室13の下面部に改良材供給装置12からの改良材供給口20を配設したものである。

0030

したがって、改良材は、矢印cで示すように攪拌室13の下面部から撹乱した状態にある土砂aに直接添加されるが、これでも、前記第2実施例と同様に土砂aと改良材とを確実に混合できる。しかも、土砂aは、重力により攪拌室13内の下部に滞留するので、改良材供給口20において空気ではなく確実に土砂aに改良材を添加できる。

0031

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、攪拌室における入口部および出口部の配置は前記実施例のものには限らず、入口部および出口部のうちの一方を攪拌室の側面下部に配設し、他方を攪拌室の側面上部に配設することも可能である。また、攪拌室を形成するタンクも前記実施例のような円筒状のものには限らない。さらに、前記第1実施例の場合でも、前記第3実施例と同様に攪拌室の下部に改良材供給口を設けてもよい。

発明の効果

0032

請求項1の発明によれば、管路内に土砂を圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送するとともに、前記管路の途中で改良材を注入して土砂と混合する浚渫土砂移送装置において、前記管路中に、それぞれ管体が接続される入口部と出口部とを有する攪拌室を設けるとともに、前記入口部と出口部とを非同軸に位置させ、前記入口部に接続された管体ないし攪拌室に改良材供給装置を接続したので、攪拌室内において発生する土砂の乱流による攪拌作用によって、土砂に改良材を確実に定量的に混合できる。また、このように攪拌室で土砂に改良材を確実に混合できることにより、プラグ流の混練効果のみによって混合する場合と比べ、改良材の添加後の管路長が短くて済み、管路設置に要するヤード確保で問題が生じることもない。

0033

請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、攪拌室の側面下部に入口部を配設し、攪拌室の上面部に出口部を配設したので、土砂が攪拌室内に滞留しやすいとともに、圧送されてくる空気が攪拌室内において上昇しようとする浮力が混合効果として発揮されることにより、土砂に改良材をより確実に混合できる。

0034

請求項3の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、攪拌室の上面部に入口部を配設し、攪拌室の側面下部に出口部を配設したので、攪拌室内にプラグ流が流入するとき、このプラグ流自体の運動エネルギーに加え重力も作用して、土砂の衝突のエネルギーがより大きくなるので、土砂に改良材をより確実に混合できる。

0035

請求項4の発明によれば、請求項2または3の発明の効果に加えて、攪拌室の下部に改良材供給装置を接続したので、空気ではなく確実に土砂に改良材を添加できる。

図面の簡単な説明

0036

図1本発明の浚渫土砂移送装置の第1実施例を示す断面図である。
図2同上攪拌装置の側面図である。
図3同上攪拌装置の平面図である。
図4同上浚渫装置全体の概略説明図である。
図5本発明の浚渫土砂移送装置の第2実施例を示す断面図である。
図6本発明の浚渫土砂移送装置の第3実施例を示す断面図である。

--

0037

4管路
12改良材供給装置
13攪拌室
16 入口部
17入口側管体(管体)
18出口部
19出口側管体(管体)
a 土砂

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